public class TestBinaryTree {
    static class TreeNode {
        public char val;
        public TreeNode left;
        public TreeNode right;

        public TreeNode(char val) {
            this.val=val;
        }
    }

    public TreeNode createTree() {
        TreeNode A=new TreeNode('A');
        TreeNode B=new TreeNode('B');
        TreeNode C=new TreeNode('C');
        TreeNode D=new TreeNode('D');
        TreeNode E=new TreeNode('E');
        TreeNode F=new TreeNode('F');
        TreeNode G=new TreeNode('G');
        TreeNode H=new TreeNode('H');
        TreeNode I=new TreeNode('I');

        A.left=B;
        A.right=C;
        B.left=D;
        B.right=E;
        C.left=F;
        C.right=G;
        D.left=I;
        E.right=H;

        return A;
    }

//    前序遍历
    void preOrder(TreeNode root) {
        if(root==null)return;
        System.out.print(root.val+" ");
        preOrder(root.left);
        preOrder(root.right);
    }

//    中序遍历
    void inOrder(TreeNode root) {
        if(root==null)return;
        preOrder(root.left);
        System.out.print(root.val+" ");
        preOrder(root.right);
    }

//    后序遍历
    void postOrder(TreeNode root) {
        if(root==null)return;
        preOrder(root.left);
        preOrder(root.right);
        System.out.print(root.val+" ");
    }

//    获取树中节点个数
    public int size(TreeNode root) {
        if(root==null)return 0;
        //大问题化小问题，树的节点可以分为左子树节点+右子树节点+1
        return size(root.left)+size(root.right)+1;
    }

    int nodeSize;
    public void size2(TreeNode root) {
        if(root==null)return;
        nodeSize++;
        size2(root.left);
        size2(root.right);
    }

//    叶子节点的个数
    public int getLeafNodeCount(TreeNode root) {
        if(root==null) return 0;
        if(root.left==null && root.right==null) return 1;
        return getLeafNodeCount(root.left)+
                getLeafNodeCount(root.right);
    }

    int leafNodeCount;
    public void getLeafNodeCount2(TreeNode root) {
        if(root==null) return;
        if(root.left==null && root.right==null) leafNodeCount++;
        getLeafNodeCount2(root.left);
        getLeafNodeCount2(root.right);
    }

//    计算第k层有多少个节点
    public int getKLevelNodeCount(TreeNode root,int k) {
        if(root==null)return 0;
        if(k==1) return 1;
        return getKLevelNodeCount(root.left,k-1)+
                getKLevelNodeCount(root.right,k-1);
    }

//    求当前树的最大高度
    public int getHeight(TreeNode root) {
        if(root==null)return 0;
        int leftHeight=getHeight(root.left);
        int rightHeight=getHeight(root.right);
        return leftHeight>rightHeight?leftHeight+1:rightHeight+1;
    }

//    找到val所在的节点
    public TreeNode find(TreeNode root,char val) {
        if(root==null)return root;
        if(root.val==val)return root;
        TreeNode ret=find(root.left,val);
        if(ret!=null)return ret;

        ret=find(root.right,val);
        if(ret!=null)return ret;
        return null;
    }

//    假设p有m个节点，q有n个节点，则时间复杂度为O(min(m,n))
    public boolean isSameTree(TreeNode p, TreeNode q) {
        //根节点的结构和值一样，左子树的结构和值一样 && 右子树的结构和值一样

        // 1. 1个为空，1个不为空
        if(p!=null && q==null || p==null && q!=null)return false;

        // 2个都是空的
        if(p==null && q==null) {
            return true;
        }

        // 都不为空
        if(p.val!=q.val)return false;

        // 此时代表两个都不为空，且值相等，说明根节点相同，接下来判断两棵树的左和右是否同事相同
        return isSameTree(p.left,q.left) && isSameTree(p.right,q.right);
    }

//    时间复杂度为O(m*n)
    public boolean isSubtree(TreeNode root, TreeNode subRoot) {
        // 递归过程中，root可能为空
        if(root==null)return false;

        // 当两树完全相同时，也属于子树
        if(isSameTree(root,subRoot)) {
            return true;
        }
        // 如果不是两颗相同的树，有可能是root的左子树的子树，也可能是右子树的子树
        if(isSubtree(root.left,subRoot)) {
            return true;
        }

        if(isSubtree(root.right,subRoot)) {
            return true;
        }

        return false;
    }

    public TreeNode invertTree(TreeNode root) {
        // 让root遍历所有节点，交换左子树和右子树
        if(root==null)return root;
//        减少了一些递归和交换的次数
        if(root.left==null && root.right==null)return root;
        TreeNode tmp=root.left;
        root.left=root.right;
        root.right=tmp;
        invertTree(root.left);
        invertTree(root.right);
        return root;
    }

//    时间复杂度为O(n^2)
    public boolean isBalanced(TreeNode root) {
        // 平衡：所有节点的左右高度差《=1，不仅要考虑根节点的，还有考虑其他节点

        /**
         满足两个条件：
         1. 当前root的左子树和右子树的高度差《=1
         2. 同时满足：root的左子树平衡 && root的右子树平衡
         */

        if(root==null)return true;

        int leftH=getHeight(root.left);
        int rightH=getHeight(root.right);
        return Math.abs(leftH-rightH)<=1
                && isBalanced(root.left)
                && isBalanced(root.right);
    }

    public boolean isBalanced2(TreeNode root) {
        // 平衡：所有节点的左右高度差《=1，不仅要考虑根节点的，还有考虑其他节点

        /**
         满足两个条件：
         1. 当前root的左子树和右子树的高度差《=1
         2. 同时满足：root的左子树平衡 && root的右子树平衡
         */

        if(root==null)return true;

        return maxDepth(root)>=1;
    }

    //    求当前树的最大高度
    public int maxDepth(TreeNode root) {
        if(root==null)return 0;
        int leftHeight=maxDepth(root.left);
        if(leftHeight<0)return -1;
        int rightHeight=maxDepth(root.right);
        if(rightHeight<0)return -1;

        if(Math.abs(leftHeight-rightHeight)<=1){
            return Math.max(leftHeight,rightHeight)+1;
        }else {
            return -1;
        }
    }

    /**
     *对称二叉树
     */
    public boolean isSymmetric(TreeNode root) {
        if(root==null) return true;

        return isSymmetricChild(root.left,root.right);
    }
    public boolean isSymmetricChild(TreeNode leftTree,TreeNode rightTree) {
        // 要判断整棵树是否对称，要判断root的左树是否和root的右数对称

        /**
         1. 结构
         一个为空，一个不为空
         两个都为空
         两个都不为空
         2. 值
         建立在两个引用都不为空的情况下
         */

        // 1.检查结构是否相同
        if(leftTree==null && rightTree!=null || leftTree!=null && rightTree==null) {
            return false;
        }
        if(leftTree==null && rightTree==null) {
            return true;
        }
        if(leftTree.val != rightTree.val) {
            return false;
        }

        return isSymmetricChild(leftTree.left,rightTree.right)
                && isSymmetricChild(leftTree.right,rightTree.left);

    }

//    根据一个前序序列创建一个数，并用中序遍历

}


